JPH10168556A - Platinum-aluminized single crystal superalloy - Google Patents
Platinum-aluminized single crystal superalloyInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、超合金、特に単
一結晶超合金にアルミナイド(aluminide )被膜を施す
ことに関するものである。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the provision of aluminide coatings on superalloys, particularly single crystal superalloys.
【0002】[0002]
【従来の技術】単一結晶超合金は、ガスタービンエンジ
ンのタービンブレードおよびタービン翼のために開発さ
れ、タービンブレードおよびタービン翼に最高の耐高熱
強度を付与する。しかしながら、初期の超合金の組成に
比べて、単一結晶超合金の組成に変化が生ずると、これ
らの単一結晶超合金の面は、劣化が進んでしまう。さら
に、タービンブレードとタービン翼には、さらに一層耐
用年数が延びることが要求されている。かくして、これ
らの単一結晶超合金のタービンブレードとタービン翼
は、腐食、酸化によって劣化してしまうので耐用時間の
点で満足すべき結果が得られていない。BACKGROUND OF THE INVENTION Single crystal superalloys have been developed for turbine blades and blades of gas turbine engines to provide the highest thermal strength to the turbine blades and blades. However, when the composition of the single crystal superalloy changes compared to the composition of the initial superalloy, the surface of these single crystal superalloys deteriorates. Further, turbine blades and turbine blades are required to have even longer service lives. Thus, these single crystal superalloy turbine blades and turbine blades are deteriorated by corrosion and oxidation, so that satisfactory results in terms of service life have not been obtained.
【0003】前記の単一結晶超合金について、概略説明
すると、単一結晶超合金は、例えば2重量%〜8重量%
のレニウムと比較的高いレベルのタングステンとタンタ
ルとを含んでいて、耐高熱強度特性が得られるようにな
っている。[0003] The above-mentioned single crystal superalloy will be briefly described.
, And relatively high levels of tungsten and tantalum to provide high thermal strength resistance.
【0004】これらの単一結晶超合金は、レニウム、タ
ングステンおよびタンタルにより熱に極めて強くなって
いる。[0004] These single crystal superalloys are very heat resistant due to rhenium, tungsten and tantalum.
【0005】単一結晶超合金のタービンブレードとター
ビン翼の耐用時間、耐用寿命を延ばすためには、単一結
晶超合金のタービンブレードまたはタービン翼の表面を
保護被膜で保護することが望ましい。タービンブレード
およびタービン翼に普通に施されている保護被膜として
は、プラチナ・アルミナイド被膜が知られている。該プ
ラチナ・アルミナイド被膜は、まず最初にタービンブレ
ードまたはタービン翼をプラチナで被覆し、つぎに、ア
ルミナイジングプロセスを用いて、前記プラチナで被覆
されたタービンブレードまたはタービン翼をアルミナイ
ジングすることによってプラチナで被覆されたタービン
ブレードまたはタービン翼のプラチナ被膜の上に形成さ
れる。このアルミナイジングプロセスは、当業者によく
知られているプロセス、例えば、パック・アルミナイジ
ングプロセス、アウト・オブ・パック(非接触)気相ア
ルミナイジングプロセス、化学蒸着または他のプロセス
によって行われる。In order to extend the service life and service life of a single crystal superalloy turbine blade and turbine blade, it is desirable to protect the surface of the single crystal superalloy turbine blade or turbine blade with a protective coating. A platinum aluminide coating is known as a protective coating commonly applied to turbine blades and turbine blades. The platinum aluminide coating is formed by first coating a turbine blade or turbine blade with platinum and then aluminizing the platinum-coated turbine blade or turbine blade using an aluminizing process. Formed on a coated turbine blade or turbine blade platinum coating. The aluminizing process is performed by processes well known to those skilled in the art, for example, a pack aluminizing process, an out-of-pack (non-contact) vapor phase aluminizing process, chemical vapor deposition, or other processes.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レニウ
ム含有量が多い単一結晶超合金タービンブレードまたは
タービン翼は、コンベンショナルのプロセスを用いてプ
ラチナ・アルミナイジングされたもので、前記被膜と単
一結晶超合金との間のインターフェース部分に機械強度
を脆弱にする合金構造上脆いトポロジカルに密にパック
(密集)されたフェーズ(相)が形成される。レニウム
の含有量が高い単一結晶超合金は、レニウムを4重量%
以上含むものである。これらの機械強度を脆弱にする合
金構造上脆いトポロジカルに密にパック(密集)された
フェーズ(相)は、構造の処理として直にアルミナイジ
ング処理し、または、高温にさらすことで形成される。
このような合金構造上脆いトポロジカルに密にパック
(密集)されたフェーズは、単一結晶超合金に比べてハ
イレベルのレニウム、タングステンおよびクロムを含む
もので、単一結晶超合金におけるレニウムのレベルを増
やすと、より簡単に形成されてしまう。前記した合金構
造上脆いトポロジカルに密にパック(密集)されたフェ
ーズは、高温における処理時間を長くすることで量的に
増える。しかしながら、合金構造上脆いトポロジカルに
密にパック(密集)されたフェーズは、単一結晶超合金
の機械的特性に悪影響を与える。したがって、コンベン
ショナルなプラチナ・アルミナイド被膜を使用して、レ
ニウム高含有の単一結晶超合金の劣化に対する抵抗力を
増すには、単一結晶超合金の機械特性、機械的強度を犠
牲にせざるを得ない。However, single crystal superalloy turbine blades or turbine blades having a high rhenium content are platinum aluminized using a conventional process, wherein the coating and the single crystal superalloy are used. At the interface with the alloy, a topologically densely packed phase is formed that is brittle on the structure of the alloy that weakens the mechanical strength. A single crystal superalloy with a high rhenium content contains 4 wt% rhenium.
The above is included. These topologically densely packed phases that weaken the mechanical structure that weaken the mechanical strength are formed by directly aluminizing as a structural treatment or by exposing to high temperatures.
Such topologically densely packed phases that are brittle in structure include higher levels of rhenium, tungsten, and chromium than single crystal superalloys, and the levels of rhenium in single crystal superalloys When it is increased, it is more easily formed. The topologically densely packed phase, which is brittle in the alloy structure, increases quantitatively by increasing the processing time at high temperatures. However, topologically densely packed phases that are brittle in alloy structure adversely affect the mechanical properties of single crystal superalloys. Therefore, the use of conventional platinum aluminide coatings to increase the resistance of a single crystal superalloy rich in rhenium to degradation must be made at the expense of the mechanical properties and strength of the single crystal superalloy. Absent.
【0007】タービンブレードおよびタービン翼に普通
に施される他の保護被膜は、アルミナイド−珪素化合物
被膜、プラチナ・アルミナイド−珪素化合物被膜、単純
なアルミナイド被膜および他の適切なアルミナイド被膜
である。[0007] Other protective coatings commonly applied to turbine blades and blades are aluminide-silicide coatings, platinum aluminide-silicide coatings, simple aluminide coatings, and other suitable aluminide coatings.
【0008】アルミナイド被膜の形成は、アルミナイジ
ングプロセスを用いて、アウト・オブ・パック気相アル
ミナイジングプロセス、パック・アルミナイジングプロ
セス、化学蒸着または当業者によく知られた他のプロセ
スにより行われる。The aluminide coating is formed using an aluminizing process by an out-of-pack vapor phase aluminizing process, a packed aluminizing process, chemical vapor deposition, or other processes well known to those skilled in the art.
【0009】アルミナイド−珪素化合物被膜を作る方法
の一つは、シリコン充填の有機スラリーを超合金の表面
にデポジットし、米国特許4310574に記載のよう
にパック・アルミナイジングする。アルミニウムは、ア
ルミニウムが超合金内へ拡散するにつれて前記スラリー
からシリコンをキャリーする。アルミナイド−珪素化合
物被膜を作る他の方法は、エレメンタルのアルミニウム
とシリコン金属粉末を含むスラリーを超合金表面にデポ
ジットし、ついで760℃以上に加熱して、前記スラリ
ー中のアルミニウムとシリコンとを溶融し、これらを超
合金に反応させ、超合金に拡散するものである。アルミ
ナイド−珪素化合物被膜を作る別の方法は、米国特許5
547770に記載のようにアルミニウムおよびシリコ
ンを含有するスラリーを反復して施し、熱処理すること
である。アルミナイド−珪素化合物被膜を作る他の方法
は、公告された欧州特許出願第0619856Aに記載
されているように、共晶アルミニウム−シリコンのスラ
リーまたはエレメンタルのアルミニウムおよびシリコン
金属粉末のスラリーを超合金の表面に施し、厚みが厚く
なって、シリコン・コンテントが減った表面層と、超合
金の面にアルミナイド相とシリサイド相とが交互に連続
して積層された層からなる層状に重ねられた層とを形成
して作る。One method of forming an aluminide-silicide coating is to deposit a silicon-filled organic slurry on the surface of a superalloy and pack aluminize as described in US Pat. No. 4,310,574. Aluminum carries silicon from the slurry as aluminum diffuses into the superalloy. Another method of forming an aluminide-silicon compound coating involves depositing a slurry containing elemental aluminum and silicon metal powder on a superalloy surface and then heating to 760 ° C. or higher to melt the aluminum and silicon in the slurry. These react with the superalloy and diffuse into the superalloy. Another method of making an aluminide-silicide coating is disclosed in US Pat.
The repetitive application and heat treatment of the slurry containing aluminum and silicon as described in US Pat. Another method of making aluminide-silicide coatings is to coat a eutectic aluminum-silicon slurry or a slurry of elemental aluminum and silicon metal powder with a superalloy surface, as described in published European Patent Application 0619856A. The thickness of the surface layer is increased and the silicon content is reduced, and the layer of the superalloy is a layer composed of layers in which an aluminide phase and a silicide phase are alternately and continuously laminated. Form and make.
【0010】プラチナ・アルミナイド−シリサイド被膜
を作る一つの方法は、公開された国際特許出願第WO9
5/23243Aに記載のように、タービンブレードま
たはタービン翼の超合金にプラチナを被覆し、ついで、
加熱して該プラチナをタービンブレード内へ拡散し、つ
いで、アルミニウムとシリコンとを溶融状態から同時に
プラチナでエンリッチされたタービンブレード内へ拡散
するものである。プラチナ・アルミナイド−シリサイド
被膜を作る別の方法は、公告された欧州特許出願第06
54542Aに記載のように、超合金のタービンブレー
ドにプラチナを被覆し、ついで熱処理して該プラチナを
タービンブレード内へ拡散し、シリコン層を形成し、つ
いでアルミナイジングする方法である。欧州特許出願第
0654542Aに記載のように、プラチナを有するタ
ービンブレード内へシリコンを拡散することもできる。
プラチナ・アルミナイド−シリサイド被膜を作る別の方
法は、米国特許5057196に記載されているよう
に、プラチナ−シリコン粉末をタービンブレードに電気
泳動被着し、熱処理してプラチナとシリコンとをタービ
ンブレード内に拡散し、アルミニウムとクロム粉末を電
気泳動被着し、ついで熱処理してアルミニウムとクロム
とをタービンブレード内へ拡散して作るものである。One method of making a platinum aluminide-silicide coating is disclosed in published International Patent Application No.
Coating the turbine blades or superalloys of the turbine blades with platinum, as described in US Pat.
Heating diffuses the platinum into the turbine blade and then diffuses the aluminum and silicon from the molten state simultaneously into the turbine blade enriched with platinum. Another method of making a platinum aluminide-silicide coating is disclosed in published European patent application no.
As described in 54542A, a superalloy turbine blade is coated with platinum and then heat treated to diffuse the platinum into the turbine blade to form a silicon layer and then aluminizing. Silicon can also be diffused into turbine blades having platinum, as described in European Patent Application No. 0654542A.
Another method of making a platinum aluminide-silicide coating is to electrophoretically deposit platinum-silicon powder on a turbine blade and heat treat the platinum and silicon into the turbine blade, as described in U.S. Pat. No. 5,057,196. Diffusion, electrophoretic deposition of aluminum and chromium powder, followed by heat treatment to diffuse aluminum and chromium into the turbine blades.
【0011】前記国際特許出願WO95/23243A
に記載の方法を用いて、レニウム含量が多い単一結晶超
合金のタービンブレードまたはタービン翼をプラチナ・
アルミナイド−シリサイド被膜で被覆すると、前記被膜
と前記単一結晶超合金との間のインターフェースに合金
構造が脆いトポロジカルに密にパックされたフェーズが
形成されることが判明した。レニウム含量が多い単一結
晶超合金のタービンブレードまたはタービン翼を前記し
た他の方法によりプラチナ・アルミナイド−シリサイド
被膜で被覆すると、合金構造が脆いトポロジカルに密に
パックされたフェーズが形成されるものと考えられる。The above-mentioned international patent application WO95 / 23243A
Using the method described in paragraph 1 to convert a single crystal superalloy turbine blade or
It has been found that coating with an aluminide-silicide coating forms a topologically densely packed phase with a brittle alloy structure at the interface between the coating and the single crystal superalloy. Coating a rhenium-rich single crystal superalloy turbine blade or turbine blade with a platinum aluminide-silicide coating by other methods described above results in the formation of a topologically densely packed phase in which the alloy structure is brittle. Conceivable.
【0012】前記米国特許5547770に記載の方法
を用いて、レニウム含量が多い単一結晶超合金のタービ
ンブレードまたはタービン翼をプラチナ・アルミナイド
−シリサイド被膜で被覆すると、前記被膜と前記単一結
晶超合金との間のインターフェースに合金構造が脆いト
ポロジカルに密にパックされたフェーズが形成されるこ
とも判明した。レニウム含量が多い単一結晶超合金のタ
ービンブレードまたはタービン翼を前記した他の方法に
よりプラチナ・アルミナイド−シリサイド被膜で被覆す
ると、前記した合金構造が脆弱なフェーズが形成される
ものと考えられる。Using the method of US Pat. No. 5,547,770, coating a turbine blade or turbine blade of a single crystal superalloy rich in rhenium with a platinum aluminide-silicide coating, the coating and the single crystal superalloy are coated. It was also found that a topologically densely packed phase was formed at the interface between the alloy and the brittle alloy structure. It is believed that coating a turbine blade or turbine blade of a single crystal superalloy with a high rhenium content with a platinum aluminide-silicide coating by the other methods described above results in the formation of a fragile phase in the alloy structure.
【0013】合金構造が脆いトポロジカルに密にパック
されたフェーズの形成は、単一結晶超合金のレニウムの
含量が多いことによるものであり、かつ、これらのフェ
ーズは、シンプルなアルミナイジング処理の間に形成さ
れるものと考えられる。The formation of topologically densely packed phases in which the alloy structure is fragile is due to the high rhenium content of the single crystal superalloys, and these phases are reduced during the simple aluminizing process. It is considered to be formed in
【0014】さらに言えることは、プラチナ・アルミナ
イド−シリサイド被膜、アルミナイド−シリサイド被膜
またはシンプルなアルミナイド被膜を使用する限り、単
一結晶超合金に機械特性を犠牲にしないで、レニウムの
含有量が高い単一結晶超合金の劣化に対する抵抗を高め
ることはできない点である。したがって、この問題の解
決が、この発明の課題である。It can be further stated that as long as a platinum aluminide-silicide coating, an aluminide-silicide coating or a simple aluminide coating is used, a single crystal superalloy having a high rhenium content without sacrificing mechanical properties. The point is that resistance to deterioration of the single crystal superalloy cannot be increased. Therefore, the solution of this problem is the subject of the present invention.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】したがって、この発明
は、前記の課題を解決するために発明されたもので、こ
の発明は、前記の課題を解決するレニウム含有量が多い
単一結晶超合金をアルミナイジングする方法を提供する
ものである。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the present invention provides a single-crystal superalloy having a high rhenium content to solve the above-mentioned problems. A method for aluminizing is provided.
【0016】この発明に係るレニウム含有量が多い単一
結晶超合金をアルミナイジングする方法は、以下の工程
からなる: (a)レニウム含有量が多い単一結晶超合金の表面をモ
ディファイする工程;および(b)レニウム含有量が多
い単一結晶超合金の表面をアルミナイジングしてアルミ
ナイド被膜を形成する工程。The method for aluminizing a single crystal superalloy with a high rhenium content according to the present invention comprises the following steps: (a) modifying the surface of the single crystal superalloy with a high rhenium content; And (b) aluminizing the surface of the single crystal superalloy with a high rhenium content to form an aluminide coating.
【0017】前記工程(a)は、レニウム含有量が多い
単一結晶超合金の表面のレニウム・コンテントを減らす
工程である。The step (a) is a step of reducing rhenium content on the surface of a single crystal superalloy having a high rhenium content.
【0018】また別に前記工程(a)は、高含有量でレ
ニウムを含む単一結晶超合金の表面に適切な金属の層を
被着し、熱処理して前記適切な金属を前記高含有量でレ
ニウムを含む単一結晶超合金内へ拡散し、前記の高含有
量でレニウムを含む単一結晶超合金の表面におけるレニ
ウム・コンテントを下げる工程である。Alternatively, step (a) comprises depositing a suitable metal layer on the surface of a single crystal superalloy containing high content of rhenium and heat treating the appropriate metal at the high content. This is a step of diffusing into the single crystal superalloy containing rhenium and lowering the rhenium content on the surface of the single crystal superalloy containing high content rhenium.
【0019】前記した適切な金属は、拡散特性をモディ
ファイして、レニウム・コンテントが高い領域の組成を
下げる金属であればよく、そのような適切な金属には、
例えば、コバルト、クロムおよび同効金属などの単一結
晶超合金に融和する金属である。The suitable metal described above may be any metal that modifies the diffusion characteristics and reduces the composition of the region with high rhenium content.
For example, metals that are compatible with single crystal superalloys, such as cobalt, chromium, and the like.
【0020】前記工程(a)は、電気めっき手段、スパ
ッタリング手段、パック拡散手段、アウト・オブ・パッ
ク拡散手段、化学蒸着手段またはフィジカル蒸着手段な
どにより高含有量でレニウムを含む単一結晶超合金に前
記適切な金属を被着させるものである。In the step (a), a single crystal superalloy containing rhenium in a high content by electroplating means, sputtering means, pack diffusion means, out-of-pack diffusion means, chemical vapor deposition means or physical vapor deposition means, etc. The above-mentioned appropriate metal is deposited on the substrate.
【0021】この発明は、プラチナ・アルミナイド被
膜、プラチナ・アルミナイド−シリサイド被膜およびア
ルミナイド−シリサイド被膜へ特に適用されるが、レニ
ウム含有量が高い単一結晶超合金、超合金におけるアル
ミナイド被膜すべてに適用できるものである。The invention has particular application to platinum-aluminide coatings, platinum-aluminide-silicide coatings and aluminide-silicide coatings, but is applicable to all single crystal superalloys with high rhenium content and all aluminide coatings in superalloys. Things.
【0022】コンベンショナルの従来の技術における単
一結晶超合金のプラチナ・アルミナイジングプロセスに
おいては、単一結晶超合金はプラチナ層で電気めっきさ
れ、このプラチナめっきされた単一結晶超合金は、減圧
下で熱処理されて、プラチナ層のプラチナが単一結晶超
合金内に拡散される。このように熱処理されたプラチナ
めっきの単一結晶超合金は、従来公知のパック・アルミ
ナイジング手段、非接触気相アルミナイジング手段、化
学蒸着手段または他の適当な手段を用いてアルミナイジ
ングされる。このようにアルミナイズされ、拡散され、
プラチナめっきされた単一結晶超合金は、ついで保護雰
囲気中において熱処理されて、プラチナ・アルミナイド
被膜の微細構造および組成が最高なものにされ、前記し
た単一結晶超合金の機械特性、機械的強度を最高なもの
にする。In a conventional prior art single crystal superalloy platinum aluminizing process, the single crystal superalloy is electroplated with a platinum layer and the platinum plated single crystal superalloy is treated under reduced pressure. To diffuse the platinum of the platinum layer into the single crystal superalloy. The heat-treated platinum-plated single crystal superalloy is aluminized using conventionally known pack aluminizing, non-contact gas phase aluminizing, chemical vapor deposition, or other suitable means. Aluminized and diffused in this way,
The platinum-plated single crystal superalloy is then heat treated in a protective atmosphere to maximize the microstructure and composition of the platinum aluminide coating, and to provide the mechanical properties and mechanical strength of the single crystal superalloy described above. To the best.
【0023】前記単一結晶超合金にプラチナ層を被着し
た後に行われる前記プラチナ層のプラチナを前記単一結
晶超合金内に拡散する熱処理の間、前記プラチナと単一
結晶超合金との間に拡散作用が行われ、プラチナ、ニッ
ケルおよび他の超合金エレメンツを含む表面層が形成さ
れる。前記熱処理拡散工程は、拡散されたプラチナ層の
組成が適切なものになるように十分な時間と温度とをも
って行われ、後続のアルミナジング・プロセスと熱処理
プロセスとの工程を経て所要のプラチナ・アルミナイド
被膜が得られる。単一結晶超合金基板10に施したコン
ベンショナルのプラチナ・アルミナイド被膜12の拡大
断面を図1に示す。[0023] During the heat treatment performed after depositing the platinum layer on the single crystal superalloy to diffuse the platinum of the platinum layer into the single crystal superalloy, the heat treatment between the platinum and the single crystal superalloy. Diffuses to form a surface layer containing platinum, nickel and other superalloy elements. The heat treatment diffusion step is performed with sufficient time and temperature so that the composition of the diffused platinum layer becomes appropriate, and the required platinum aluminide is passed through the subsequent aluminging process and heat treatment process. A coating is obtained. An enlarged cross section of a conventional platinum aluminide coating 12 applied to a single crystal superalloy substrate 10 is shown in FIG.
【0024】しかしながら、含まれるレニウムの含有量
が多い単一結晶超合金をプラチナ層被着の後に熱処理す
ると、内方へ拡散するプラチナによって、レニウムおよ
び他の耐熱元素、例えばタングステンおよびクロムがエ
ンリッチの状態になっているゾーンが内方へ拡散するプ
ラチナの前面に形成される。そして所要のプラチナ・ア
ルミナイド被膜を作るために行われる後続のアルミナイ
ジングおよび熱処理工程においては、前記したレニウム
および他の耐熱元素、例えばタングステンおよびクロム
がエンリッチの状態になっているゾーンが前記被膜内に
そのままの状態で保持されてしまう。このようなレニウ
ムおよび他の耐熱元素エンリッチの状態になっている前
記ゾーンは、合金構造が脆弱なトポロジカルに密にパッ
クされたフェーズを形成するイニシエーターとして作用
する。この合金構造が脆弱なトポロジカルに密にパック
されたフェーズは、その断面をみるとニードル(針状又
は針状結晶体)の形状をしている。However, when a single crystal superalloy with a high rhenium content is heat treated after the platinum layer is deposited, the platinum diffuses inward, causing rhenium and other refractory elements such as tungsten and chromium to become enriched. A zoning zone is formed in front of the inwardly diffusing platinum. And in the subsequent aluminizing and heat treatment steps performed to produce the required platinum aluminide coating, a zone where the above-mentioned rhenium and other refractory elements, such as tungsten and chromium, are enriched is present in the coating. It is kept as it is. Such zones, which are enriched with such rhenium and other refractory elements, act as initiators, forming a topologically densely packed phase in which the alloy structure is fragile. The phase in which this alloy structure is densely packed in a weakly topological shape has a needle (acicular or acicular crystal) shape in cross section.
【0025】前記のトポロジカルに密にパックされたフ
ェーズは、レニウム高含有の単一結晶超合金とプラチナ
・アルミナイド被膜との間のインターフェースに形成さ
れる。前記のトポロジカルに密にパックされたフェーズ
は、前記プラチナ・アルミナイド被膜形成の処理工程す
べてが完了した後または前記プラチナ・アルミナイド被
膜とレニウム高含有の単一結晶超合金とを高温度に曝し
た後のいずれかにおいて形成される。前記のトポロジカ
ルに密にパックされたフェーズは、単一結晶超合金に比
べてハイレベルのレニウムを含有しており、単一結晶超
合金のレニウム・コンテントが上がるにつれ、形成され
やすい。前記したトポロジカルに密にパックされたフェ
ーズの領域は、単一結晶超合金よりもクリープ強さが低
いため、単一結晶超合金コンポーネントのパフォーマン
スに影響を与える。したがって、タービンブレードまた
はタービン翼の有効なロードベアリング(荷重受け)断
面を減少させてしまう。The above topologically densely packed phase forms at the interface between the rhenium-rich single crystal superalloy and the platinum aluminide coating. The topologically densely packed phase occurs after all of the steps of forming the platinum aluminide coating have been completed or after exposing the platinum aluminide coating and the rhenium-rich single crystal superalloy to high temperatures. Formed in any of the above. Such topologically densely packed phases contain higher levels of rhenium than single crystal superalloys and are more likely to form as the rhenium content of the single crystal superalloy increases. The areas of the topologically densely packed phase described above affect the performance of single crystal superalloy components because they have lower creep strength than single crystal superalloys. Thus, the effective load bearing cross section of the turbine blade or turbine blade is reduced.
【0026】レニウム高含有の単一結晶超合金基板20
に高温度でのエイジングの後に施されたコンベンショナ
ルのプラチナ・アルミナイド被膜22の拡大断面を図3
に示す。付随的に発生のトポロジカルに密にパックされ
たフェーズ24がプラチナ・アルミナイド被膜22とレ
ニウム高含有の単一結晶超合金基板20との間のインタ
ーフェース部分に存在していることが図3により明らか
である。A single crystal superalloy substrate 20 rich in rhenium
FIG. 3 shows an enlarged cross section of a conventional platinum aluminide coating 22 applied after aging at high temperature.
Shown in It is evident from FIG. 3 that an accompanying topologically densely packed phase 24 is present at the interface between the platinum aluminide coating 22 and the rhenium-rich single crystal superalloy substrate 20. is there.
【0027】この発明は、レニウム高含有の単一結晶超
合金へプラチナ層が拡散され、後続の熱処理工程におい
て、前記拡散されるプラチナ層の前にレニウムおよび他
の耐熱性エレメンツ(元素)がエンリッチされた状態に
あるゾーンが形成されないように、レニウム高含有の単
一結晶超合金の表面をモディファイするもので、これに
よって、後続のアルミナイジングおよび熱処理工程にお
いて、前記レニウム高含有の単一結晶超合金と前記プラ
チナ・アルミナイド被膜との間には、前記したようなト
ポロジカルに密にパックされたフェーズが形成されなく
なる。According to the present invention, a platinum layer is diffused into a rhenium-rich single crystal superalloy, and in a subsequent heat treatment step, rhenium and other refractory elements are enriched before the diffused platinum layer. To modify the surface of the rhenium-rich single-crystal superalloy so that no zones are formed in the state of being exfoliated, whereby the subsequent rhenium-rich single-crystal superalloy is No such topologically densely packed phases are formed between the alloy and the platinum aluminide coating.
【0028】[0028]
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の好適な実施例
を記載する。実施例 1 コンベンショナルのレニウム含有量が低いニッケル・ベ
ースの単一結晶超合金、例えばCMSX4 を以下の手段
でプラチナ・アルミナイジングした。Next, preferred embodiments of the present invention will be described. Example 1 Conventional rhenium content is lower nickel-based single crystal superalloy, such as CMSX 4 was platinum aluminised by the following means.
【0029】CMSX4 は、アメリカ合衆国ミシガン州
49443-9506マスケゴン、リンカーン・ストリート2875に
所在のキャノン−マスケゴン・コーポレイション製造の
ものであり、そのノミナルの組成は、タングステン
6.4重量%、コバルト 9.5重量%、クロム 6.
5重量%、レニウム 3.0重量%、アルミニウム
5.6重量%、タンタル 6.5重量%、チタン 1.
0重量%、ハフニウム 0.1重量%、モリブデン
0.6重量%、残りがニッケルである。CMSX 4 is located in Michigan, USA
Manufactured by Canon-Maskegon Corporation, located at 2875 Lincoln Street, Muskegon, 49443-9506, whose nominal composition is tungsten
6.4% by weight, 9.5% by weight of cobalt, chromium
5% by weight, Rhenium 3.0% by weight, Aluminum
5.6% by weight, tantalum 6.5% by weight, titanium 1.
0% by weight, 0.1% by weight of hafnium, molybdenum
0.6% by weight, the balance being nickel.
【0030】電気めっき、スパッタリング、CVD、P
VDまたは他の適当な方法でレニウム含有量が低いニッ
ケルベースの単一結晶超合金に2.5ミクロンから1
2.5ミクロンの範囲の厚さのプラチナ層を被着し、減
圧下または保護雰囲気中で1時間から4時間の時間で9
00℃〜1150℃の範囲の温度で熱処理して、前記プ
ラチナをレニウム含有量が低いニッケルベースの単一結
晶超合金に拡散した。さらに詳しく言えば、前記プラチ
ナ層は、電気めっきにより7ミクロンの厚さで被着さ
れ、熱処理は、減圧下で1時間、温度1100℃で行わ
れた。Electroplating, sputtering, CVD, P
2.5 micron to 1 micron for nickel-based single crystal superalloys with low rhenium content by VD or other suitable method
A platinum layer having a thickness in the range of 2.5 microns is deposited and applied under reduced pressure or in a protective atmosphere for a period of 1 to 4 hours.
Heat treatment at a temperature in the range of 00 ° C. to 1150 ° C. diffused the platinum into the nickel-based single crystal superalloy with low rhenium content. More specifically, the platinum layer was deposited by electroplating to a thickness of 7 microns and the heat treatment was performed under reduced pressure for 1 hour at a temperature of 1100 ° C.
【0031】プラチナ層が被着され、該プラチナが拡散
されたレニウム含有量が低いニッケルベースの単一結晶
超合金をついでパック・アルミナイジング、アウト・オ
ブ・パック・アルミナイジング(非接触アルミナイジン
グ)またはCVDアルミナイジング手段により700℃
〜1150℃の温度範囲でアルミナイジングした。さら
に詳しくは、プラチナ層が被着され、該プラチナが拡散
されたレニウム含有量が低いニッケルベースの単一結晶
超合金は、20時間、875℃でパック・アルミナイズ
された。A nickel-based single crystal superalloy with a low rhenium content on which a platinum layer has been deposited and in which the platinum has been diffused is then packed aluminized, out-of-pack aluminizing (non-contact aluminizing). Or 700 ℃ by CVD aluminizing means
Aluminizing was performed in a temperature range of 〜1150 ° C. More specifically, a low rhenium content nickel-based single crystal superalloy to which a platinum layer was deposited and into which the platinum had been diffused was packed aluminized at 875 ° C. for 20 hours.
【0032】ついで前記プラチナ層がアルミナイズされ
たレニウム含有量が低いニッケルベースの単一結晶超合
金を減圧下または保護雰囲気中で1時間1100℃およ
び16時間870℃で処理した。The nickel-based single crystal superalloy with a low rhenium content, with the platinum layer aluminized, was then treated at 1100 ° C. for 1 hour and 870 ° C. for 16 hours under reduced pressure or in a protective atmosphere.
【0033】図1に示したようなプラチナ・アルミナイ
ド被膜を施したレニウム含有量が低いニッケルベースの
単一結晶超合金が作られた。プラチナ・アルミナイド被
膜を施したレニウム含有量が低いニッケルベースの単一
結晶超合金の複数のサンプルを1050℃、200時間
及び1100℃、100時間の条件で周期的酸化テスト
したが、いずれのテストにおいてもプラチナ・アルミナ
イド被膜の下には機械強度を脆弱にする断面がニードル
状になった層のトポロジカルに密にパックされたフェー
ズが形成されていなかった。A low rhenium content nickel-based single crystal superalloy with a platinum aluminide coating as shown in FIG. 1 was made. Samples of a platinum-aluminide-coated low rhenium nickel-based single crystal superalloy were subjected to periodic oxidation tests at 1050 ° C, 200 hours and 1100 ° C, 100 hours. Even below the platinum aluminide coating, there was no topologically densely packed phase of needle-like layers that weakened mechanical strength.
【0034】実施例 2 例えばCMSX10のようなレニウム含有量が高いニッケ
ルベースの単一結晶超合金のサンプルいくつかを以下の
手段によりプラチナ・アルミナイズした。該レニウム含
有量が高いニッケルベースの単一結晶超合金は、CMS
X10として知られており、アメリカ合衆国ミシガン州49
443-9506マスケゴン、リンカーン・ストリート2875に所
在のキャノン−マスケゴン・コーポレイション製造のも
のである。この合金のノミナルの組成は、タングステン
3.5〜6.5重量%、コバルト 2.0〜5.0重
量%、クロム 1.8〜3.0重量%、レニウム 5.
5〜6.5重量%、アルミニウム5.3〜6.5重量
%、タンタル8.0〜10.0重量%、チタン0.2〜
0.8重量%、モリブデン0.25〜0.15重量%、
ニオビウム 0〜0.03重量%、ハフニウム0.02
〜0.05重量%、炭素 0〜0.04重量%、残りが
ニッケルである。 EXAMPLE 2 Some samples of nickel-based single crystal superalloys with a high rhenium content, such as CMSX10, were platinum aluminized by the following means. The nickel-based single crystal superalloy with high rhenium content can be obtained by CMS
Known as X10, Michigan, USA 49
Manufactured by Canon-Maskegon Corporation, 2875 Lincoln Street, Muskegon, 443-9506. The nominal composition of this alloy is as follows: tungsten 3.5-6.5% by weight, cobalt 2.0-5.0% by weight, chromium 1.8-3.0% by weight, rhenium 5.0.
5 to 6.5 wt%, aluminum 5.3 to 6.5 wt%, tantalum 8.0 to 10.0 wt%, titanium 0.2 to
0.8% by weight, molybdenum 0.25 to 0.15% by weight,
Niobium 0-0.03% by weight, hafnium 0.02
-0.05% by weight, carbon 0-0.04% by weight, the balance being nickel.
【0035】電気めっき、スパッタリング、CVD、P
VDまたは他の適当な方法でレニウム含有量が高いニッ
ケルベースの単一結晶超合金に2.5ミクロンから1
2.5ミクロンの範囲の厚さのプラチナ層を被着し、減
圧下または保護雰囲気中で1時間から4時間の時間で9
00℃〜1150℃の範囲の温度で熱処理して、前記プ
ラチナをレニウム含有量が高いニッケルベースの単一結
晶超合金に拡散した。さらに詳しく言えば、前記プラチ
ナ層は、電気めっきにより7ミクロンの厚さで被着さ
れ、熱処理は、減圧下で1時間、温度1100℃で行わ
れた。Electroplating, sputtering, CVD, P
2.5 micron to 1 micron for nickel based single crystal superalloys with high rhenium content by VD or other suitable method
A platinum layer having a thickness in the range of 2.5 microns is deposited and applied under reduced pressure or in a protective atmosphere for a period of 1 to 4 hours.
Heat treatment at a temperature in the range of 00 ° C. to 1150 ° C. diffused the platinum into the nickel-based single crystal superalloy with a high rhenium content. More specifically, the platinum layer was deposited by electroplating to a thickness of 7 microns and the heat treatment was performed under reduced pressure for 1 hour at a temperature of 1100 ° C.
【0036】プラチナ層が被着され、該プラチナが拡散
されたレニウム含有量が高いニッケルベースの単一結晶
超合金をついでパック・アルミナイジング、アウト・オ
ブ・パック・アルミナイジング(非接触アルミナイジン
グ)またはCVDアルミナイジング手段により700℃
〜1150℃の温度範囲でアルミナイジングした。さら
に詳しくは、プラチナ層が被着され、該プラチナが拡散
されたレニウム含有量が高いニッケルベースの単一結晶
超合金は、6時間、1080℃でパック・アルミナイズ
された。[0036] A nickel-based single crystal superalloy with a high rhenium content with a platinum layer deposited and the platinum diffused is then packed aluminized, out-of-pack aluminizing (non-contact aluminizing). Or 700 ℃ by CVD aluminizing means
Aluminizing was performed in a temperature range of 〜1150 ° C. More specifically, a platinum-deposited, rhodium-rich nickel-based single crystal superalloy into which the platinum had been diffused was packed aluminized at 1080 ° C. for 6 hours.
【0037】ついで前記プラチナ層がアルミナイズされ
たレニウム含有量が高いニッケルベースの単一結晶超合
金サンプルを保護雰囲気中で1時間1100℃および1
6時間870℃で処理した。The nickel-based single crystal superalloy sample with a high rhenium content in which the platinum layer was aluminized was then heated at 1100 ° C. for 1 hour in a protective atmosphere.
Treated at 870 ° C. for 6 hours.
【0038】プラチナ・アルミナイド被膜22を施した
レニウム含有量が高いニッケルベースの単一結晶超合金
は、図2に示したような断面構造をもつ。前記サンプル
の一つを調べたところ、プラチナ・アルミナイド層とレ
ニウム含有量が高いニッケルベースの単一結晶超合金と
の間のインターフェースに深さ30ミクロンに達する機
械強度に劣るゾーンが見い出されたもので、このゾーン
には、トポロジカルに密にパックされたフェーズが含ま
れていた。The high rhenium content nickel-based single crystal superalloy coated with the platinum aluminide coating 22 has a cross-sectional structure as shown in FIG. Examination of one of the above samples revealed a zone of poor mechanical strength reaching a depth of 30 microns at the interface between the platinum aluminide layer and the high rhenium content nickel-based single crystal superalloy. The zone contained topologically densely packed phases.
【0039】プラチナ・アルミナイド被膜が施されたレ
ニウム含有量が高いニッケルベースの単一結晶超合金の
複数のサンプルを1100℃、100時間の条件で周期
的酸化テストした結果、プラチナ・アルミナイド層とレ
ニウム含有量が高いニッケルベースの単一結晶超合金と
の間のインターフェースに断面がニードル状になった層
の機械強度を脆弱にするトポロジカルに密にパックされ
たフェーズが生成されて、深さ160ミクロンに達する
連続したゾーンが形成されていることが判明した。Periodic oxidation tests of multiple samples of a nickel-based single crystal superalloy with a high rhenium content coated with a platinum aluminide coating at 1100 ° C. for 100 hours showed that the platinum aluminide layer and the rhenium At the interface between the high content nickel-based single crystal superalloy, a topologically densely packed phase is created that weakens the mechanical strength of the needle-shaped layer in cross-section and is 160 microns deep It has been found that a continuous zone up to.
【0040】温度1100℃でエイジングされた後のプ
ラチナ・アルミナイド被膜22が施されたレニウム含有
量が高いニッケルベースの単一結晶超合金基板20は、
図3に示される断面構造を有するもので、組成する合金
成分がニードル状になって局部、局部で密集する層構造
になったトポロジカルに密にパックされたフェーズ24
を有する断面構造となった。A nickel-based single crystal superalloy substrate 20 with a high rhenium content provided with a platinum aluminide coating 22 after aging at a temperature of 1100 ° C.
The topologically densely packed phase 24 having the cross-sectional structure shown in FIG.
Was obtained.
【0041】実施例 3 レニウム含有量が高いニッケルベースの単一結晶超合金
のサンプルいくつかを以下の手段によりプラチナ・アル
ミナイズした。該レニウム含有量が高いニッケルベース
の単一結晶超合金は、CMSX10として知られており、
アメリカ合衆国ミシガン州49443-9506マスケゴン、リン
カーン・ストリート2875に所在のキャノン−マスケゴン
・コーポレイション製造のものである。この合金のノミ
ナルの組成は、前記のとおりである。 Example 3 Some samples of nickel-based single crystal superalloys with a high rhenium content were platinum aluminized by the following means. The rhenium-rich nickel-based single crystal superalloy is known as CMSX10,
Manufactured by Canon-Muskegon Corporation, 2875 Lincoln Street, Muskegon, 49443-9506, Michigan, USA. The nominal composition of this alloy is as described above.
【0042】レニウム含有量が高いニッケルベースの単
一結晶超合金のサンプルの表面を電気めっき、スパッタ
リング、CVD、PVDまたは他の適当な方法および減
圧下または保護雰囲気中での熱拡散処理によってクロム
がエンリッチされた表面層になるようにモディファイし
た。さらに詳しくは、このクロムをリッチにする処理
は、時間3時間、温度1100℃の条件におけるアウト
・オブ・パック・クロム化処理(非接触クロム化処理)
で行われ、深さ15ミクロンに達するクロムがエンリッ
チされた表面層が形成された。The surface of the sample of the nickel-based single crystal superalloy with a high rhenium content is coated with chromium by electroplating, sputtering, CVD, PVD or any other suitable method and thermal diffusion treatment under reduced pressure or in a protective atmosphere. Modified to be an enriched surface layer. More specifically, this chromium-rich treatment is performed out-of-pack chromium treatment (non-contact chromium treatment) under the conditions of 3 hours and 1100 ° C.
To form a chromium-enriched surface layer reaching a depth of 15 microns.
【0043】電気めっき、スパッタリング、CVD、P
VDまたは他の適当な方法で前記のクロムがエンリッチ
されたレニウム含有量が高いニッケルベースの単一結晶
超合金に2.5ミクロンから12.5ミクロンの範囲の
厚さのプラチナ層を被着し、減圧下または保護雰囲気中
で1時間から4時間の時間で900℃〜1150℃の範
囲の温度で熱処理して、前記プラチナを前記レニウム含
有量が高いニッケルベースの単一結晶超合金に拡散し
た。さらに詳しく言えば、前記プラチナ層は、電気めっ
きにより7ミクロンの厚さで被着され、熱処理は、減圧
下で1時間、温度1100℃で行われた。Electroplating, sputtering, CVD, P
Depositing a chromium-enriched, rhenium-rich, nickel-based single crystal superalloy by VD or other suitable method with a platinum layer having a thickness in the range of 2.5 microns to 12.5 microns. Heat treated at a temperature in the range of 900 ° C. to 1150 ° C. for 1 to 4 hours under reduced pressure or in a protective atmosphere to diffuse the platinum into the nickel-based single crystal superalloy with a high rhenium content . More specifically, the platinum layer was deposited by electroplating to a thickness of 7 microns and the heat treatment was performed under reduced pressure for 1 hour at a temperature of 1100 ° C.
【0044】クロム化され、プラチナ層が被着され、該
プラチナが拡散されたレニウム含有量が高いニッケルベ
ースの単一結晶超合金をついでパック・アルミナイジン
グ、アウト・オブ・パック・アルミナイジング(非接触
アルミナイジング)またはCVDアルミナイジング手段
により700℃〜1150℃の温度範囲でアルミナイジ
ングした。さらに詳しくは、クロム化され、プラチナ層
が被着され、該プラチナが拡散されたレニウム含有量が
高いニッケルベースの単一結晶超合金のサンプルは、6
時間、1080℃でアウト・オブ・パック・アルミナイ
ジング手段によりアルミナイズされた。The chromized, platinum layer deposited, the platinum diffused nickel-based single crystal superalloy with a high rhenium content is then packed aluminized, out-of-pack aluminizing (non-aluminum). Contact aluminizing) or aluminizing was performed in a temperature range of 700 ° C. to 1150 ° C. by means of CVD aluminizing. More specifically, a sample of a chromized, platinum-deposited, platinum-diffused, high-rhenium-containing, nickel-based single crystal superalloy comprises:
Time aluminized at 1080 ° C. by out-of-pack aluminizing means.
【0045】ついで前記プラチナ層がアルミナイズされ
たクロム化のレニウム含有量が高いニッケルベースの単
一結晶超合金を保護雰囲気中で1時間1100℃および
16時間870℃で処理した。The chromated, rhenium-rich, nickel-based single crystal superalloy with the aluminized platinum layer was then treated at 1100 ° C. for 1 hour and 870 ° C. for 16 hours in a protective atmosphere.
【0046】前記サンプルの一つを調べたところ、プラ
チナ・アルミナイド層とレニウム含有量が高いニッケル
ベースの単一結晶超合金との間のインターフェースに
は、機械強度に劣るトポロジカルに密にパックされたフ
ェーズを含むゾーンは、一切見いだされなかった。Examination of one of the above samples revealed that the interface between the platinum aluminide layer and the high rhenium content nickel-based single crystal superalloy was topologically densely packed with poor mechanical strength. No zones containing phases were found.
【0047】前記サンプルのいくつかを1100℃、1
00時間の条件で酸化環境に曝した後の調査によって
も、プラチナ・アルミナイド層とレニウム含有量が高い
ニッケルベースの単一結晶超合金との間のインターフェ
ースに断面がニードル状になった層の機械強度を脆弱に
するトポロジカルに密にパックされたフェーズの生成
は、一切みられなかった。Some of the samples were heated at 1100 ° C., 1
Inspection after exposure to an oxidizing environment under conditions of 00 hours also revealed that the interface between the platinum aluminide layer and the high rhenium content nickel-based single crystal superalloy was a needle-shaped layer at the interface. No generation of topologically densely packed phases weakening the strength was seen.
【0048】クロムでモディファイされたプラチナ・ア
ルミナイド被膜32を施したレニウム含有量が高いニッ
ケルベースの単一結晶超合金30は、図4に示したよう
な断面構造をもつ。The high rhenium content nickel-based single crystal superalloy 30 with the chromium modified platinum aluminide coating 32 has a cross-sectional structure as shown in FIG.
【0049】実施例 4 レニウム含有量が高いニッケルベースの単一結晶超合金
のサンプルいくつかを以下の手段によりプラチナ・アル
ミナイズした。該レニウム含有量が高いニッケルベース
の単一結晶超合金は、CMSX10として知られており、
アメリカ合衆国ミシガン州49443-9506マスケゴン、リン
カーン・ストリート2875に所在のキャノン−マスケゴン
・コーポレイション製造のものである。この合金のノミ
ナルの組成は、前記のとおりである。 EXAMPLE 4 Samples of high rhenium content nickel-based single crystal superalloys were platinum aluminized by the following means. The rhenium-rich nickel-based single crystal superalloy is known as CMSX10,
Manufactured by Canon-Muskegon Corporation, 2875 Lincoln Street, Muskegon, 49443-9506, Michigan, USA. The nominal composition of this alloy is as described above.
【0050】レニウム含有量が高いニッケルベースの単
一結晶超合金のサンプルの表面を電気めっき、スパッタ
リング、CVD、PVDまたは他の適当な方法および減
圧下または保護雰囲気中での熱拡散処理によってコバル
トがエンリッチされた表面層になるようにモディファイ
した。コバルト層は、電気めっき、スパッタリング、C
VD、PVDまたは他の適当な方法により、2.5ミク
ロンから12.5ミクロンの厚さでレニウム含有量が高
いニッケルベースの単一結晶超合金に被着され、時間1
〜4時間、温度900℃〜1150℃の条件で、減圧下
または保護雰囲気中で熱処理された。The surface of the sample of the nickel-based single crystal superalloy with a high rhenium content is coated with cobalt by electroplating, sputtering, CVD, PVD or any other suitable method and thermal diffusion treatment under reduced pressure or in a protective atmosphere. Modified to be an enriched surface layer. Cobalt layer, electroplating, sputtering, C
A nickel-based single crystal superalloy with a thickness of 2.5 microns to 12.5 microns and a high rhenium content is deposited by VD, PVD or other suitable method for a time of 1 hour.
The heat treatment was performed for 4 hours at a temperature of 900 ° C. to 1150 ° C. under reduced pressure or in a protective atmosphere.
【0051】さらに詳しくは、コバルト層は、電気めっ
きにより、7ミクロンの厚さでレニウム含有量が高いニ
ッケルベースの単一結晶超合金に被着され、時間1時
間、温度1100℃の条件で、減圧下で熱処理された。More specifically, the cobalt layer is deposited by electroplating on a 7 micron thick nickel-rich single crystal superalloy with a high rhenium content for 1 hour at a temperature of 1100 ° C. Heat treated under reduced pressure.
【0052】電気めっき、スパッタリング、CVD、P
VDまたは他の適当な方法で前記のコバルトがエンリッ
チされたレニウム含有量が高いニッケルベースの単一結
晶超合金に2.5ミクロンから12.5ミクロンの範囲
の厚さのプラチナ層を被着し、減圧下または保護雰囲気
中で時間1〜4時間、 温度900℃〜1150℃の範
囲の条件で熱処理して、前記プラチナを前記レニウム含
有量が高いニッケルベースの単一結晶超合金に拡散し
た。さらに詳しく言えば、前記プラチナ層は、電気めっ
きにより7ミクロンの厚さで被着され、熱処理は、減圧
下で1時間、温度1100℃で行われた。Electroplating, sputtering, CVD, P
A cobalt layer enriched rhenium-rich nickel-based single crystal superalloy is deposited by VD or other suitable method with a platinum layer having a thickness in the range of 2.5 microns to 12.5 microns. The platinum was diffused into the nickel-based single crystal superalloy with a high rhenium content by heat treatment under reduced pressure or in a protective atmosphere for 1 to 4 hours at a temperature ranging from 900C to 1150C. More specifically, the platinum layer was deposited by electroplating to a thickness of 7 microns and the heat treatment was performed under reduced pressure for 1 hour at a temperature of 1100 ° C.
【0053】コバルト・エンリッチ化され、プラチナ層
が被着され、該プラチナが拡散されたレニウム含有量が
高いニッケルベースの単一結晶超合金をついでパック・
アルミナイジング、アウト・オブ・パック・アルミナイ
ジング(非接触アルミナイジング)またはCVDアルミ
ナイジング手段により700℃〜1150℃の温度範囲
でアルミナイズした。さらに詳しくは、コバルト・エン
リッチ化され、プラチナ層が被着され、該プラチナが拡
散されたレニウム含有量が高いニッケルベースの単一結
晶超合金のサンプルを6時間、1080℃でアウト・オ
ブ・パック・アルミナイジング手段によりアルミナイズ
した。A nickel-enriched nickel-based superalloy with a high rhenium content, which is enriched with cobalt and has a platinum layer deposited thereon, is then packed.
Aluminizing was performed by aluminizing, out-of-pack aluminizing (non-contact aluminizing) or CVD aluminizing in a temperature range of 700 ° C to 1150 ° C. More specifically, a cobalt-enriched, platinum layer deposited, platinum-diffused nickel-based single crystal superalloy sample with a high rhenium content was taken out of pack at 1080 ° C. for 6 hours. -Aluminized by aluminizing means.
【0054】ついで前記プラチナ層がアルミナイズされ
たコバルトがエンリッチされたレニウム含有量が高いニ
ッケルベースの単一結晶超合金を保護雰囲気中で1時間
1100℃および16時間870℃で処理した。The cobalt-enriched nickel-based single crystal superalloy with the platinum layer aluminized and enriched with rhenium was then treated at 1100 ° C. for 1 hour and 870 ° C. for 16 hours in a protective atmosphere.
【0055】前記サンプルの一つを調べたところ、プラ
チナ・アルミナイド層とレニウム含有量が高いニッケル
ベースの単一結晶超合金との間のインターフェースに
は、機械強度に劣るトポロジカルに密にパックされたフ
ェーズを含むゾーンは、一切見いだされなかった。Examination of one of the above samples showed that the interface between the platinum aluminide layer and the high rhenium content nickel-based single crystal superalloy was topologically densely packed with poor mechanical strength. No zones containing phases were found.
【0056】コバルトでモディファイされたプラチナ・
アルミナイド被膜42をもつレニウム含有量が高いニッ
ケルベースの単一結晶超合金基板40の拡大断面構造を
図5に示す。Platinum modified with cobalt
An enlarged cross-sectional structure of a nickel-based single crystal superalloy substrate 40 having a high rhenium content and having an aluminide coating 42 is shown in FIG.
【0057】前記サンプルのいくつかを1100℃、1
00時間の条件で酸化環境に曝した後の調査によって
も、プラチナ・アルミナイド層とレニウム含有量が高い
ニッケルベースの単一結晶超合金との間のインターフェ
ースに断面がニードル状になった層の機械強度を脆弱に
するトポロジカルに密にパックされたフェーズの生成
は、一切みられなかった。Some of the samples were heated at 1100 ° C., 1
Inspection after exposure to an oxidizing environment under conditions of 00 hours also revealed that the interface between the platinum aluminide layer and the high rhenium content nickel-based single crystal superalloy was a needle-shaped layer at the interface. No generation of topologically densely packed phases weakening the strength was seen.
【0058】酸化環境に曝した後のコバルトでモディフ
ァイされたプラチナ・アルミナイド被膜42をもつレニ
ウム含有量が高いニッケルベースの単一結晶超合金基板
40の拡大断面構造を図6に示す。FIG. 6 shows an enlarged cross-sectional structure of a high rhenium content nickel-based single crystal superalloy substrate 40 having a platinum modified aluminide coating 42 after exposure to an oxidizing environment.
【0059】レニウム含有量が高いニッケルベースの単
一結晶超合金にプラチナを被着する前に、レニウム含有
量が高いニッケルベースの単一結晶超合金の表面または
表面層におけるレニウムのレベルを落として、レニウム
含有量が高いニッケルベースの単一結晶超合金の表面を
調製することも可能である。これはガスを用いることに
よって達成でき、前記超合金におけるレニウムと高温度
で選択的に反応し、これを除去するするガスによって、
レニウム含有量が高いニッケルベースの単一結晶超合金
の表面からレニウムを除くことができる。Prior to depositing platinum on the high rhenium content nickel-based single crystal superalloy, the level of rhenium on the surface or surface layer of the high rhenium content nickel-based single crystal superalloy is reduced. It is also possible to prepare surfaces of nickel-based single crystal superalloys with a high rhenium content. This can be achieved by using a gas, which selectively reacts with rhenium in the superalloy at high temperature and removes it,
Rhenium can be removed from the surface of nickel-based single crystal superalloys with a high rhenium content.
【0060】この発明は、レニウム含有量が高いニッケ
ルベースの単一結晶超合金に適用されるが、この発明
は、また、レニウム含有量が高いニッケルベースの超合
金のいずれにも適用される。Although the invention applies to nickel-based single crystal superalloys with a high rhenium content, the invention also applies to any nickel-based superalloy with a high rhenium content.
【0061】この発明は、また、プラズマ・スプレイま
たはPVDなどによる例えばセラミック耐熱被膜のよう
なセラミック耐熱被膜のためにレニウム含有量が高いニ
ッケルベースの超合金へプラチナ属金属アルミナイド被
膜を施すことにも適用される。The present invention also provides for the application of a platinum group metal aluminide coating to a nickel based superalloy having a high rhenium content for a ceramic refractory coating such as, for example, a ceramic refractory coating by plasma spraying or PVD. Applied.
【0062】この発明をプラチナ・アルミナイド被膜に
ついて述べたが、この発明は、プラチナ・アルミナイド
−シリサイド被膜、アルミナイド−シリサイド被膜及び
シンプルなアルミナイド被膜または他の適当なアルミナ
イド被膜についても適用される。Although the invention has been described with reference to a platinum aluminide coating, the invention also applies to platinum aluminide-silicide coatings, aluminide-silicide coatings and simple aluminide coatings or other suitable aluminide coatings.
【0063】プラチナ・アルミナイド−シリサイド被膜
の場合、レニウム含有量が高い単一結晶超合金の表面
は、例えば、クロムまたはコバルトのような適切な金属
を付与し、熱処理するか、または、プラチナ・アルミナ
イド−シリサイド被膜形成前にレニウム・コンテントを
下げるかして、モディファイする。In the case of a platinum aluminide-silicide coating, the surface of a single crystal superalloy having a high rhenium content may be provided with a suitable metal such as, for example, chromium or cobalt and heat treated or treated with a platinum aluminide. -Reduce or modify rhenium content before silicide film formation.
【0064】アルミナイド−シリサイド被膜およびアル
ミナイド被膜の場合、レニウム含有量が高い単一結晶超
合金の表面は、例えば、クロムまたはコバルトのような
適切な金属を付与し、熱処理するか、または、アルミナ
イド被膜またはアルミナイド−シリサイド被膜形成前に
レニウム・コンテントを下げるかして、モディファイす
る。In the case of aluminide-silicide and aluminide coatings, the surface of the single crystal superalloy with a high rhenium content may be provided with a suitable metal such as, for example, chromium or cobalt and heat treated or aluminide coating. Alternatively, the rhenium content is lowered or modified before the formation of the aluminide-silicide film.
【0065】前記した被膜のさらに詳細の記述は、すで
に述べた通りのものであり、さらに詳細な記述は、前記
特許と公開された出願を参照することができるものであ
る。The more detailed description of the coatings described above is as already described, and for a more detailed description, reference can be made to said patents and published applications.
【0066】[0066]
【発明の効果】前記したように、この発明によれば、単
一結晶超合金の機械強度特性を犠牲にすることなしに劣
化に対する抵抗力が増加し、単一結晶超合金によって作
られたガスタービンエンジンのタービンブレードおよび
タービン翼などの単一結晶超合金を基礎マテリアルとす
る製品の耐用時間、製品寿命を飛躍的に延ばすことがで
きる。As described above, according to the present invention, the resistance to deterioration is increased without sacrificing the mechanical strength characteristics of the single crystal superalloy, and the gas produced by the single crystal superalloy is increased. The life time and product life of a product based on a single crystal superalloy such as a turbine blade and a turbine blade of a turbine engine can be drastically extended.
【図1】 レニウム含有量が低い単一結晶超合金に施し
た従来技術のプラチナ・アルミナイド被膜の拡大断面図
を示す顕微鏡写真である。FIG. 1 is a photomicrograph showing an enlarged cross-sectional view of a prior art platinum aluminide coating applied to a single crystal superalloy having a low rhenium content.
【図2】 レニウム含有量が高い単一結晶超合金に施し
た従来技術のプラチナ・アルミナイド被膜の拡大断面図
を示す顕微鏡写真である。FIG. 2 is a photomicrograph showing an enlarged cross-sectional view of a prior art platinum aluminide coating applied to a single crystal superalloy having a high rhenium content.
【図3】 高温度におけるエイジングの後にレニウム含
有量が高い単一結晶超合金に施した従来技術のプラチナ
・アルミナイド被膜の拡大断面図を示す顕微鏡写真であ
る。FIG. 3 is a micrograph showing an enlarged cross-sectional view of a prior art platinum aluminide coating applied to a high rhenium content single crystal superalloy after aging at elevated temperatures.
【図4】 レニウム含有量が高い単一結晶超合金に施し
た本発明によるクロムでモディファイされたプラチナ・
アルミナイド被膜の拡大断面図を示す顕微鏡写真であ
る。FIG. 4 shows a chromium modified platinum alloy according to the invention applied to a single crystal superalloy with a high rhenium content.
It is a microscope picture which shows the expanded sectional view of an aluminide coating.
【図5】 レニウム含有量が高い単一結晶超合金に施し
た本発明によるコバルトでモディファイされたプラチナ
・アルミナイド被膜の拡大断面図を示す顕微鏡写真であ
る。FIG. 5 is a micrograph showing an enlarged cross-sectional view of a cobalt-modified platinum aluminide coating according to the present invention applied to a single crystal superalloy having a high rhenium content.
【図6】 高温度におけるエイジングの後にレニウム含
有量が高い単一結晶超合金に施した本発明によるコバル
トでモディファイされたプラチナ・アルミナイド被膜の
拡大断面図を示す顕微鏡写真である。FIG. 6 is a photomicrograph showing an enlarged cross-sectional view of a cobalt-modified platinum aluminide coating according to the present invention applied to a high rhenium content single crystal superalloy after aging at elevated temperatures.
10,20,30,40 単一結晶超合金基体 12,22 プラチナ・アルミナイド被
膜 32 クロムでモディファイされたプラチナ・アルミ
ナイド被膜 42 コバルトでモディファイされたプラチナ・アル
ミナイド被膜10, 20, 30, 40 Single crystal superalloy substrate 12, 22 Platinum aluminide coating 32 Platinum aluminide coating modified with chromium 42 Platinum aluminide coating modified with cobalt
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C23C 10/58 C23C 10/58 14/14 14/14 B 16/06 16/06 (71)出願人 595181151 クロマロイ・ユナイテッド・キングダム・ リミテッド Chromalloy United K ingdom Limited イギリス国ノッティンガム エヌジー16・ 3アールズィー,イーストウッド,リンク メル・ロード 1 1 Linkmel Road,East wood,Nottingham NG16 3RZ,England (72)発明者 ロドニー ジョージ ウィング イギリス国 エヌジー8 2エヌエヌ ノ ッティンガム ウォーレートン パークサ イド 6──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C23C 10/58 C23C 10/58 14/14 14/14 B 16/06 16/06 (71) Applicant 595181151 Chromalloy United Kingdom Limited Chromalloy United Kingdom Limited Nottingham Energy 163, UK Earlsey, Eastwood, Link Mel Road 11 Linkmel Road, Eastwood, Nottingham NG16 3RZ, England 72 England N. Nottingham Warrenton Parkside 6
Claims (28)
超合金をアルミナイジングする方法: (a)レニウム含有量が多い単一結晶超合金の表面をモ
ディファイする工程;および(b)レニウム含有量が多
い単一結晶超合金の表面をアルミナイジングしてアルミ
ナイド被膜を形成する工程。1. A method for aluminizing a rhenium-rich superalloy comprising the steps of: (a) modifying the surface of a rhenium-rich single crystal superalloy; and (b) rhenium content. Forming aluminide coating by aluminizing the surface of a single crystal superalloy, which is often used.
い超合金の表面のレニウム・コンテントを減らす工程を
含む請求項1に請求された方法。2. The method of claim 1, wherein step (a) comprises reducing rhenium content on the surface of the rhenium-rich superalloy.
を含む超合金の表面に適切な金属の層を被着し、熱処理
して前記適切な金属を前記高含有量でレニウムを含む超
合金内へ拡散し、前記の高含有量でレニウムを含む単一
結晶超合金の表面におけるレニウム・コンテントを下げ
る工程からなる請求項1に請求された方法。3. The step (a) comprises depositing a layer of a suitable metal on the surface of a high-content rhenium-containing superalloy and heat-treating the high-content rhenium-containing superalloy. 2. The method as claimed in claim 1, comprising the step of lowering rhenium content at the surface of said high content rhenium-containing single crystal superalloy, diffusing into the superalloy.
パッタリング手段、パック拡散手段、アウト・オブ・パ
ック(非接触)拡散手段、化学蒸着手段またはフィジカ
ル蒸着手段などにより高含有量でレニウムを含む単一結
晶超合金に前記適切な金属を被着させることからなる請
求項3に請求された方法。4. The step (a) comprises the steps of: using a high content of rhenium by electroplating means, sputtering means, pack diffusion means, out-of-pack (non-contact) diffusion means, chemical vapor deposition means or physical vapor deposition means. 4. A method as claimed in claim 3 comprising depositing said suitable metal on a single crystal superalloy comprising the same.
よび同効金属などの超合金に対し融和性をもつ金属を高
含有量でレニウムを含む超合金の表面に施す請求項3又
は請求項4に請求された方法。5. The method according to claim 3, wherein the step (a) is performed on the surface of a superalloy containing rhenium at a high content of a metal having compatibility with a superalloy such as cobalt, chromium and the same metal. 4. The method claimed in 4.
℃の範囲の温度で時間1時間〜4時間の条件で熱処理を
行うことを含む請求項3、請求項4または請求項5に請
求された方法。6. The step (a) is performed at 900 ° C. to 1150 ° C.
6. A method as claimed in claim 3, comprising performing a heat treatment at a temperature in the range of 1 ° C. for a period of 1 hour to 4 hours.
り前記高含有量でレニウムを含む超合金にコバルト層を
2.5ミクロン〜12.5ミクロンの厚さに被着し、9
00℃〜1150℃の範囲の温度で時間1時間〜4時間
の条件で熱処理を行うことを含む請求項3に請求された
方法。7. The step (a) comprises applying a cobalt layer to the high content rhenium-containing superalloy to a thickness of 2.5 to 12.5 microns by electroplating means.
4. The method as claimed in claim 3, comprising performing a heat treatment at a temperature in the range of 00C to 1150C for a time of 1 hour to 4 hours.
時間の条件で前記高含有量でレニウムを含む超合金の表
面をクロム化することを含む請求項3に請求された方
法。8. The step (a) is performed at a temperature of 1100 ° C.
4. A method as claimed in claim 3 including chromizing the surface of said high content rhenium containing superalloy under conditions of time.
℃の温度範囲でアルミナイジングすることを含む請求項
1〜8のいずれかに請求された方法。9. The step (b) is performed at 700 ° C. to 1150 ° C.
A method as claimed in any one of claims 1 to 8, comprising aluminizing in a temperature range of ° C.
イジング、アウト・オブ・パック(非接触)気相アルミ
ナイジング、化学蒸着またはスラリー・アルミナイジン
グを含む請求項1〜9のいずれかに請求された方法。10. The method of claim 1, wherein step (b) comprises pack aluminizing, out-of-pack (non-contact) vapor phase aluminizing, chemical vapor deposition or slurry aluminizing. Way done.
は、3.5重量%から8重量%のレニウムを含むもので
ある請求項1〜10のいずれかに請求された方法。11. The method as claimed in claim 1, wherein the high-content rhenium-containing superalloy contains 3.5% to 8% by weight of rhenium.
は、ニッケルをベースとするものである請求項11に請
求された方法。12. The method as claimed in claim 11, wherein the high-content rhenium-containing superalloy is based on nickel.
は、タングステン3.5〜6.5重量%、コバルト2.
0〜5.0重量%、クロム1.8〜3.0重量%、レニ
ウム5.5〜6.5重量%、アルミニウム5.3〜6.
5重量%、タンタル8.0〜10.0重量%、チタン
0.2〜0.8重量%、モリブデン0.25〜0.15
重量%、ニオビウム0〜0.03重量%、ハフニウム
0.02〜0.05重量%、炭素0〜0.04重量%、
残りがニッケルならびに付随する不純物である請求項1
1または請求項12に請求された方法。13. The superalloy having a high content of rhenium comprises 3.5-6.5% by weight of tungsten and 2.2% by weight of cobalt.
0-5.0% by weight, 1.8-3.0% by weight of chromium, 5.5-6.5% by weight of rhenium, 5.3-6.0% of aluminum.
5 wt%, tantalum 8.0 to 10.0 wt%, titanium 0.2 to 0.8 wt%, molybdenum 0.25 to 0.15
Weight%, niobium 0 to 0.03 weight%, hafnium 0.02 to 0.05 weight%, carbon 0 to 0.04 weight%,
2. The method of claim 1, wherein the balance is nickel and associated impurities.
A method as claimed in claim 1 or claim 12.
に、以下の工程が付加される請求項1〜請求項13のい
ずれかに請求された方法: (c)レニウム含有量が多い超合金のモディファイされ
た面にプラチナ属金属の層を被着し、 (d)プラチナ属金属の層が被着されたレニウム含有量
が多い超合金を熱処理して、プラチナ属金属をレニウム
含有量が多い超合金内へ拡散し、そして工程(b)の後
に、以下の工程が付加される: (e)アルミナイズされ、プラチナ属金属の層が被着さ
れたレニウム含有量が多い超合金を熱処理して、プラチ
ナ属金属アルミナイド被膜を形成する工程。14. The method according to claim 1, wherein the following step is added between the step (a) and the step (b): (c) the rhenium content is Depositing a layer of platinum group metal on the modified surface of the superalloy, and (d) heat treating the rhenium-rich superalloy having the layer of platinum group metal deposited thereon, thereby converting the platinum group metal to rhenium. The following steps are added after step (b), diffusing into the rich superalloy: (e) Aluminized, rhenium-rich superalloy with a layer of platinum group metal deposited Heat-treating to form a platinum group metal aluminide coating.
ッタリングCVDまたはPVDによりプラチナ属金属の
層を2.5ミクロンから12.5ミクロンの厚さに形成
することを含む請求項14に請求された方法。15. The method of claim 14, wherein step (c) includes forming a layer of platinum metal to a thickness of 2.5 microns to 12.5 microns by electroplating, sputtering CVD or PVD. Way.
する工程を含む請求項14または請求項15に請求され
た方法。16. The method as claimed in claim 14, wherein step (c) comprises forming a platinum layer.
0℃の範囲の温度で時間1時間〜4時間の条件で熱処理
を行うことを含む請求項14、請求項15または請求項
16に請求された方法。17. The method according to claim 1, wherein the step (c) is performed at 900 ° C. to 115 ° C.
17. The method as claimed in claim 14, 15 or 16, comprising performing a heat treatment at a temperature in the range of 0 [deg.] C for a time of 1 hour to 4 hours.
アルミナイド被膜に被着する工程(f)が付加された請
求項14〜17のいずれかに請求された方法。18. The method according to claim 14, further comprising a step (f) of applying a ceramic heat-resistant coating to the platinum group metal aluminide coating.
プラズマ・スプレイまたはPVDによるものである請求
項18に請求された方法。19. The method as claimed in claim 18, wherein the step of applying the ceramic refractory coating is by plasma spraying or PVD.
工程の間に、レニウム含有量が多い超合金内へシリコン
を拡散して、アルミナイド−シリサイド被膜を形成する
請求項1〜18のいずれかに請求された方法。20. The method according to claim 1, wherein the step (b) comprises, during the aluminizing step, diffusing silicon into a superalloy having a high rhenium content to form an aluminide-silicide coating. The billed method.
ン粉末とを含むスラリーをデポジットし、熱処理して、
レニウム含有量が多い超合金内へアルミニウムとシリコ
ンとを拡散する工程を含む請求項20に請求された方
法。21. Depositing and heat treating a slurry containing elemental aluminum and silicon powder,
21. The method as claimed in claim 20, comprising the step of diffusing aluminum and silicon into a rhenium-rich superalloy.
ン粉末とを含むスラリーを繰り返しデポジットし、熱処
理して、レニウム含有量が多い超合金内へアルミニウム
とシリコンとを拡散する工程を含む請求項21に請求さ
れた方法。22. A method as claimed in claim 21 including the step of repeatedly depositing a slurry containing elemental aluminum and silicon powder and heat treating to diffuse aluminum and silicon into the superalloy having a high rhenium content. Method.
(d)の間に、レニウム含有量が多い超合金内へシリコ
ンを拡散する工程を含む請求項14に請求された方法。23. The method of claim 14, including the step of diffusing silicon into a rhenium-rich superalloy during step (b) or during step (d).
ン粉末とを含むスラリーをデポジットし、熱処理して、
レニウム含有量が多い超合金内へアルミニウムとシリコ
ンとを拡散する工程を含む請求項23に請求された方
法。24. A slurry containing elemental aluminum and silicon powder is deposited and heat treated,
24. The method as claimed in claim 23, including the step of diffusing aluminum and silicon into the rhenium-rich superalloy.
ン粉末とを含むスラリーを繰り返しデポジットし、熱処
理して、レニウム含有量が多い超合金内へアルミニウム
とシリコンとを拡散する工程を含む請求項24に請求さ
れた方法。25. The method of claim 24, including the step of repeatedly depositing and heat treating a slurry containing elemental aluminum and silicon powder to diffuse aluminum and silicon into the superalloy rich in rhenium. Method.
に図示のレニウムを含有する単一結晶超合金をアルミナ
イジングする方法。26. A method for aluminizing a rhenium-containing single crystal superalloy as described in the specification and illustrated in FIGS. 5 and 6 of the drawings.
単一結晶超合金をアルミナイジングする方法。27. A method for aluminizing a rhenium-containing single crystal superalloy as described herein.
方法により形成されたアルミナイド被膜を有する超合金
製品。28. A superalloy product having an aluminide coating formed by the method according to any one of claims 1 to 27.
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---|---|---|---|
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GB9615474.5 | 1996-07-23 | ||
GB9626191.2 | 1996-12-18 | ||
GBGB9626191.2A GB9626191D0 (en) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | A metheod of aluminising a superalloy |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10168556A true JPH10168556A (en) | 1998-06-23 |
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Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19751397A Expired - Fee Related JP3996978B2 (en) | 1996-07-23 | 1997-07-23 | Platinum aluminized single crystal superalloy |
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RU (1) | RU2188250C2 (en) |
UA (1) | UA46752C2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999066089A1 (en) * | 1998-06-15 | 1999-12-23 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Ni-BASED SINGLE CRYSTAL ALLOY HAVING COATING FILM FOR PREVENTING RECRYSTALLIZATION FRACTURE |
JP2001193478A (en) * | 1999-11-18 | 2001-07-17 | General Electric Co <Ge> | Repairing of coated component of turbine |
WO2004106578A1 (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-09 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Turbine blade capable of inhibiting reaction |
US6830827B2 (en) | 2000-03-07 | 2004-12-14 | Ebara Corporation | Alloy coating, method for forming the same, and member for high temperature apparatuses |
JP2013173997A (en) * | 2012-02-27 | 2013-09-05 | Ihi Corp | Metal material with diffusion layer, and method for manufacturing the same |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1001055B1 (en) * | 1998-11-10 | 2004-02-25 | ALSTOM Technology Ltd | Gas turbine component |
US6843861B2 (en) | 2002-02-08 | 2005-01-18 | General Electric Company | Method for preventing the formation of secondary reaction zone in susceptible articles, and articles prepared by the method |
US6929868B2 (en) | 2002-11-20 | 2005-08-16 | General Electric Company | SRZ-susceptible superalloy article having a protective layer thereon |
US6921582B2 (en) * | 2002-12-23 | 2005-07-26 | General Electric Company | Oxidation-resistant coatings bonded to metal substrates, and related articles and processes |
GB2401117A (en) * | 2003-05-01 | 2004-11-03 | Rolls Royce Plc | A method of preventing aluminising and a mask to prevent aluminising |
US7604726B2 (en) | 2004-01-07 | 2009-10-20 | Honeywell International Inc. | Platinum aluminide coating and method thereof |
FR2881439B1 (en) | 2005-02-01 | 2007-12-07 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | PROTECTIVE COATING FOR SINGLE CRYSTALLINE SUPERALLIAGE |
US8123872B2 (en) | 2006-02-22 | 2012-02-28 | General Electric Company | Carburization process for stabilizing nickel-based superalloys |
US7544424B2 (en) | 2006-11-30 | 2009-06-09 | General Electric Company | Ni-base superalloy having a coating system containing a stabilizing layer |
US7416790B2 (en) | 2006-12-08 | 2008-08-26 | General Electric Company | Coating systems containing rhodium aluminide-based layers |
US7989020B2 (en) * | 2007-02-08 | 2011-08-02 | Honeywell International Inc. | Method of forming bond coating for a thermal barrier coating |
US8968528B2 (en) * | 2008-04-14 | 2015-03-03 | United Technologies Corporation | Platinum-modified cathodic arc coating |
US8124246B2 (en) * | 2008-11-19 | 2012-02-28 | Honeywell International Inc. | Coated components and methods of fabricating coated components and coated turbine disks |
EP2239346A1 (en) | 2009-04-09 | 2010-10-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Slurry composition for aluminising a superalloy component |
RU2542870C2 (en) * | 2009-05-26 | 2015-02-27 | Сименс Акциенгезелльшафт | Layered system of coating with mcralx layer and chrome-enriched layer and method of obtaining thereof |
FR2961528B1 (en) * | 2010-06-18 | 2012-07-20 | Snecma | METHOD FOR ALUMINATING A SURFACE WITH PRIOR DEPOSITION OF A PLATINUM AND NICKEL LAYER |
US8636890B2 (en) | 2011-09-23 | 2014-01-28 | General Electric Company | Method for refurbishing PtAl coating to turbine hardware removed from service |
EP2937438A1 (en) * | 2014-04-22 | 2015-10-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Coated turbine component and method of forming a coating on a turbine component |
GB201707986D0 (en) | 2017-05-18 | 2017-07-05 | Rolls Royce Plc | Coating for a nickel-base superalloy |
US11970953B2 (en) * | 2019-08-23 | 2024-04-30 | Rtx Corporation | Slurry based diffusion coatings for blade under platform of internally-cooled components and process therefor |
FR3101643B1 (en) * | 2019-10-08 | 2022-05-06 | Safran | AIRCRAFT PART IN SUPERALLOY COMPRISING RHENIUM AND/OR RUTHENIUM AND ASSOCIATED MANUFACTURING METHOD |
FR3102775B1 (en) * | 2019-11-05 | 2022-04-22 | Safran | SUPERALLOY AIRCRAFT PART INCLUDING A COOLING CHANNEL |
US11686208B2 (en) | 2020-02-06 | 2023-06-27 | Rolls-Royce Corporation | Abrasive coating for high-temperature mechanical systems |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2207198B1 (en) * | 1972-10-23 | 1976-08-20 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | |
US4528215A (en) * | 1973-01-31 | 1985-07-09 | Alloy Surfaces Company, Inc. | Diffusion aluminizing of cobalt-base superalloys |
US3999956A (en) * | 1975-02-21 | 1976-12-28 | Chromalloy American Corporation | Platinum-rhodium-containing high temperature alloy coating |
US3979273A (en) * | 1975-05-27 | 1976-09-07 | United Technologies Corporation | Method of forming aluminide coatings on nickel-, cobalt-, and iron-base alloys |
US4101714A (en) * | 1977-03-31 | 1978-07-18 | General Electric Company | High temperature oxidation resistant dispersion strengthened nickel-chromium alloys |
GB2009251B (en) * | 1977-12-01 | 1982-08-18 | Rolls Royce | Coated metal part and the method of applying coating |
US4820362A (en) * | 1979-03-30 | 1989-04-11 | Alloy Surfaces Company, Inc. | Metal diffusion and composition |
US4374183A (en) * | 1980-06-20 | 1983-02-15 | The United States Of America As Represented By The Administrator, National Aeronautics And Space Administration | Silicon-slurry/aluminide coating |
US4310574A (en) * | 1980-06-20 | 1982-01-12 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Method of protecting a surface with a silicon-slurry/aluminide coating |
US4526814A (en) * | 1982-11-19 | 1985-07-02 | Turbine Components Corporation | Methods of forming a protective diffusion layer on nickel, cobalt, and iron base alloys |
US5077141A (en) * | 1984-12-06 | 1991-12-31 | Avco Corporation | High strength nickel base single crystal alloys having enhanced solid solution strength and methods for making same |
EP0194391B1 (en) * | 1985-03-13 | 1989-06-21 | General Electric Company | Yttrium and yttrium-silicon bearing nickel-base superalloys especially useful as compatible coatings for advanced superalloys |
FR2638174B1 (en) * | 1988-10-26 | 1991-01-18 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | METHOD FOR PROTECTING THE SURFACE OF METAL WORKPIECES AGAINST CORROSION AT HIGH TEMPERATURE, AND WORKPIECE TREATED BY THIS PROCESS |
US5498484A (en) * | 1990-05-07 | 1996-03-12 | General Electric Company | Thermal barrier coating system with hardenable bond coat |
US5139824A (en) * | 1990-08-28 | 1992-08-18 | Liburdi Engineering Limited | Method of coating complex substrates |
US5057196A (en) * | 1990-12-17 | 1991-10-15 | General Motors Corporation | Method of forming platinum-silicon-enriched diffused aluminide coating on a superalloy substrate |
US5334263A (en) * | 1991-12-05 | 1994-08-02 | General Electric Company | Substrate stabilization of diffusion aluminide coated nickel-based superalloys |
EP0567755B1 (en) * | 1992-04-29 | 1996-09-04 | WALBAR INC. (a Delaware Corporation) | Improved diffusion coating process and products |
GB9210683D0 (en) * | 1992-05-19 | 1992-07-08 | Rolls Royce Plc | Multiplex aluminide-silicide coating |
GB9218858D0 (en) * | 1992-09-05 | 1992-10-21 | Rolls Royce Plc | High temperature corrosion resistant composite coatings |
EP0654542B1 (en) * | 1993-11-19 | 1999-03-31 | Walbar Inc. | Improved platinum group silicide modified aluminide coating process and products |
US5650235A (en) * | 1994-02-28 | 1997-07-22 | Sermatech International, Inc. | Platinum enriched, silicon-modified corrosion resistant aluminide coating |
GB9426257D0 (en) * | 1994-12-24 | 1995-03-01 | Rolls Royce Plc | Thermal barrier coating for a superalloy article and method of application |
US5716720A (en) * | 1995-03-21 | 1998-02-10 | Howmet Corporation | Thermal barrier coating system with intermediate phase bondcoat |
US6066405A (en) * | 1995-12-22 | 2000-05-23 | General Electric Company | Nickel-base superalloy having an optimized platinum-aluminide coating |
-
1997
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- 1997-07-23 CA CA002211149A patent/CA2211149A1/en not_active Abandoned
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999066089A1 (en) * | 1998-06-15 | 1999-12-23 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Ni-BASED SINGLE CRYSTAL ALLOY HAVING COATING FILM FOR PREVENTING RECRYSTALLIZATION FRACTURE |
JP2001193478A (en) * | 1999-11-18 | 2001-07-17 | General Electric Co <Ge> | Repairing of coated component of turbine |
US6830827B2 (en) | 2000-03-07 | 2004-12-14 | Ebara Corporation | Alloy coating, method for forming the same, and member for high temperature apparatuses |
US6899926B2 (en) | 2000-03-07 | 2005-05-31 | Ebara Corporation | Alloy coating, method for forming the same, and member for high temperature apparatuses |
JPWO2004106579A1 (en) * | 2003-05-30 | 2006-07-20 | 石川島播磨重工業株式会社 | Reaction suppression coating method |
WO2004106579A1 (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-09 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co. Ltd. | Coating method for inhibiting reaction |
WO2004106578A1 (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-09 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Turbine blade capable of inhibiting reaction |
JPWO2004106578A1 (en) * | 2003-05-30 | 2006-07-20 | 石川島播磨重工業株式会社 | Reaction suppression turbine blade |
EP1630245A4 (en) * | 2003-05-30 | 2006-12-20 | Ishikawajima Harima Heavy Ind | Coating method for inhibiting reaction |
EP1630246A4 (en) * | 2003-05-30 | 2006-12-20 | Ishikawajima Harima Heavy Ind | Turbine blade capable of inhibiting reaction |
US7442417B2 (en) | 2003-05-30 | 2008-10-28 | Ihi Corp. | Method for reaction control coating |
US7514157B2 (en) | 2003-05-30 | 2009-04-07 | Ihi Corporation | Reaction control turbine blade |
JP4513979B2 (en) * | 2003-05-30 | 2010-07-28 | 株式会社Ihi | Reaction suppression coating method |
JP4645838B2 (en) * | 2003-05-30 | 2011-03-09 | 株式会社Ihi | Reaction suppression turbine blade |
JP2013173997A (en) * | 2012-02-27 | 2013-09-05 | Ihi Corp | Metal material with diffusion layer, and method for manufacturing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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